Igorpen kitzikatu

Igorpen kitzikatua da egoera eszitatu batean dagoen atomo edo molekula bateko elektroi bat energia gutxiagoko egoera batera erortzea, fotoi erasotzaile batek eragiten du prozesu hori, eta, ondorioz, bigarren fotoi bat igortzen du atomoak, fotoi erasotzailearen berdina (maiztasun eta fase berekoak). Gori ez dagoen substantzia batek kitzikapen jakin baten eraginez argi-energia igortzea. Funtsean, substantziaren elektroiek energia-mota jakin bat xurgatzen dute (kitzikapena) eta elektroiak oinarri-egoerara itzultzean fotoiak igortzen dira. Argi-igorpena kitzikapenak dirauen bitartean gertatzen bada, fluoreszentzia esaten zaio; kitzikapena amaitu ondoren ere badirau, berriz, fosforeszentzia (bereizketa arbitrarioa izaki, kitzikapena amaitu ondorengo 10^-8 segundoko tartea hartzen da, hitzarmenez, bien arteko mugatzat). Energia eragilearen arabera, fotolumineszentzia, elektrolumineszentzia, kimiolumineszentzia eta biolumineszentzia bereizten dira.[1] Eragin-trukeko oinarrizko prozesuetako bat da gai hori (beste biak xurgapena eta igorpen espontaneoa dira). Xurgapenera pasatzen denak ez bezala, prozesu horretan ez da fotoi erasotzailea desagertzen. Prozesua guztiz kuantikoa da, nahiz eta tratamendu semiklasiko batekin uler daitekeen (eremu elektromagnetikoaren deskribapen klasikoa eta atomoaren deskribapen kuantikoa), eta laserraren funtzionamendu-oinarria da, adibidez.[2]

Kanpoko eremu elektromagnetiko baten aurrean, atomo bat dipolo gisa oszilatuko da, eta oszilazio horren ondorioz, elektroiak energia-maila baxuagoetara erortzen dira, eta, ondorioz, erradiazio elektromagnetikoa igortzen da. Fotoi erasotzaileek (hau da, eremu elektromagnetikoak) atomoaren edo molekularen edozein egoera elektronikoren arteko trantsizioren batekin bat datorren maiztasuna dutenean, igorritako fotoiek gertakarien fase bera, maiztasun bera eta norabide bera izango dute.

Igorpen kitzikatua

Prozesua modelatzeko, demagun elektroi bat, hasiera batean, E₂ energia-egoera eszitatuan dagoela eta E₁ energia txikieneko egoera ere badagoela. Atomo hori fotoi batek asaldatzen badu, zer maiztasunekin gertatzen da?

${\displaystyle \nu ={\frac {E_{2}-E_{1}}{h}}}$

hau da, bi mailen arteko energia-tartearekin bat, lehenengoaren berdina den fotoi bat emitituko da (h Plancken konstantea da). Prozesuaren eskema honako hau da: alt=Emissió estimulada|erdian|600x600px|Igorpen estimulatua Egoera kitzikatuan dauden eta ρ(ν) fotoi-dentsitateak asaldatzen dituen N atomo edo molekulen talde batean, erlazio honek ematen du estimulatutako igorpen-prozesuaren abiadura (eta, beraz, fotoien emisioa):

${\displaystyle {\frac {\partial N}{\partial t}}=-B_{21}\rho (\nu )N}$

non B₂₁ek Einsteinen B koefizientea izena baitu, eta partikularra da aztertutako egoeren arteko trantsizio bakoitzerako. Ohartu gaitezen trantsizio-erritmoa egoera kitzikatuan dauden atomoen kopuruaren eta erradiazio erasotzailearen fotoien dentsitatearen zuzenki proportzionala dela. Ekuazio diferentzial horren emaitza funtzio esponentzial bat den arren (ikus ezazue bat-bateko emisioa), fotoi erasotzaileen aurrean ere xurgapen-prozesua gertatzen da, eta, beraz, ekuazio hori ebatzi behar da, baina handitu egin behar da xurgapenari dagokion terminoarekin. Azpimarratu behar da igorritako fotoiak gertaeren berdin-berdinak direla estimulatutako igorpenaren puntu nagusia, eta, horren ondorioz, igorritako argia koherentea dela, optikako interferentzia-prozesuak ulertzeko oinarrizko ezaugarria.

DIPCko eta EHUko fisikariek, Alemaniako zenbait unibertsitatetako zientzialariekin batera, ikertu zuten zer gertatzen den efektu fotoelektrikoan lehen attosegundoetan. Elektroien igorpena zehatz-mehatz kronometratu dute lehenengo aldiz, eta ikusi dute energia gehien duten elektroiak ez direla iristen diren lehenengoak.[3]